聚碳酸酯組成物及隔熱材的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚碳酸酯組成物及隔熱材。一種聚碳酸酯組成物包含具有末端羥基的聚碳酸酯及0.007wt%至0.09wt%的式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢。MxWO3-yRy?(I)。其中，M表示堿金屬；R表示鹵素；0.001≤x≤1，且0＜y≤0.5。該具有末端羥基的聚碳酸酯的重量平均分子量范圍為15,000至50,000，且以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100wt%計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為2ppm至1,000ppm。由該聚碳酸酯組成物所形成的隔熱材具有較佳的霧度值，且該隔熱材的可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和為大于[45倍的式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的重量百分比]加上134%。
【專利說明】聚碳酸酯組成物及隔熱材
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于形成隔熱材用的聚碳酸酯組成物，特別是涉及一種包含具有末端羥基的聚碳酸酯及鹵素系堿金屬氧化鎢的聚碳酸酯組成物。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著環(huán)保意識的提升，如何節(jié)約能源已成為目前重要的課題。隔熱材的使用為節(jié)約能源的方法之一，能有效地遮蔽日照并抑制室內(nèi)溫度上升，進(jìn)而減低空調(diào)的使用量，所以隔熱材成為目前節(jié)約能源的最佳工具。
[0003]日本特開2008-214596揭示一種聚碳酸酯組成物及由其所形成的隔熱材。該日本專利申請案的聚碳酸酯組成物包含100重量份的具有末端羥基的聚碳酸酯，及0.001重量份至5重量份的堿金屬系氧化鎢。該堿金屬系氧化鎢由式(a)所示:
[0004]MaWbOc (a)
[0005]其中，M表不氫、氦、堿土金屬、堿金屬、稀土金屬、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、N1、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、S1、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、T1、Nb、V、Mo、Ta、Re、Hf、Os、Bi或I ;W表示鎢；0.001≤a/b≤1 ；2.2≤a/c≤3。該日本專利申請案于實(shí)施例揭示使用0.15重量份及0.24重量份的堿金屬系氧化鎢，所制得的隔熱材的可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和為134%至136%間，且霧度值為0.9%至2.4%。雖該日本專利申請案所制得的隔熱材的可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和為134%至136%間，但其紅外光阻隔率在加入0.24重量份的堿金屬系氧化鎢也只能提升至76.2%，仍不符合業(yè)者所需。
[0006]有鑒于上述，改良聚碳酸酯組成物以提升成型品的透明性及隔熱效果，仍是此【技術(shù)領(lǐng)域】相關(guān)技術(shù)人員可再突破的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的第一目的在于提供一種聚碳酸酯組成物。
[0008]本發(fā)明聚碳酸酯組成物，包含:
[0009]具有末端羥基的聚碳酸酯，重量平均分子量范圍為15，000至50，000，且以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100被％計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為 2ppm 至 1，OOOppm ；
[0010]0.007wt%至0.09wt%的鹵素系堿金屬氧化鎢，由式(I)所示:
[0011]MxWVyRy ⑴
[0012]其中，M表示堿金屬；R表示鹵素；0.001≤X≤1，且0<y≤0.5。
[0013]本發(fā)明的聚碳酸酯組成物中，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為 30ppm 至 350ppm。
[0014]本發(fā)明的聚碳酸酯組成物中，M表示銫或銣。
[0015]本發(fā)明的聚碳酸酯組成物中，該具有末端羥基的聚碳酸酯由二羥基芳基系化合物及碳酸酯系化合物進(jìn)行酯化及聚合反應(yīng)所制得。
[0016]本發(fā)明的聚碳酸酯組成物中，該二羥基芳基系化合物擇自于2，2- 二(4-羥基苯基)丙烷、鹵化雙酚、對苯二酚、雙(4-羥基苯基)甲烷、1，1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷、2，2-雙(3，5- 二甲基-4-羥基苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)硫、雙(4-羥基苯基)砜、雙(4-羥基苯基)亞砜、雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基苯基)醚、2，2-雙(3，5-二溴-4-羥基苯基)丙烷，或它們的組合。
[0017]本發(fā)明的聚碳酸酯組成物中，該碳酸酯系化合物擇自于碳酸二苯基酯、碳酸二甲基酯、碳酸二乙基酯，或它們的組合。
[0018]本發(fā)明的第二目的在于提供一種低霧度且隔熱效果佳的隔熱材。本發(fā)明隔熱材由上所述的聚碳酸酯組成物所形成。
[0019]本發(fā)明的隔熱材中，可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和為大于[45倍的式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的重量百分比]加上134%。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:通過使用鹵素系堿金屬氧化鎢及其使用量的搭配，可使得由本發(fā)明聚碳酸酯組成物所形成的隔熱材具有較佳的霧度值，同時(shí)，可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和為大于[45倍的式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的重量百分比]加上134% ο
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明聚碳酸酯組成物，包含:
[0022]具有末端羥基的聚碳酸酯，重量平均分子量范圍為15，000至50，000，且以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100被％計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為 2ppm 至 1，OOOppm ；
[0023]0.007wt%至0.09wt%的鹵素系堿金屬氧化鎢，由式(I)所示:
[0024]MxW03_yRy 式⑴
[0025]其中，M表示堿金屬；R表示鹵素；0.001≤X≤1，且0<y<0.5。
[0026]當(dāng)該式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的使用量小于0.007wt%時(shí)，由該聚碳酸酯組成物所形成的隔熱材的紅外光阻隔率低，導(dǎo)致隔熱效果不佳。當(dāng)該式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的使用量大于0.09wt%時(shí)，由該聚碳酸酯組成物所形成的隔熱材的霧度值會快速上升，導(dǎo)致透明性下降。
[0027]以下將逐一對各個(gè)成分進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028][具有末端羥基的聚碳酸酯]
[0029]該具有末端羥基的聚碳酸酯的重量平均分子量范圍為15，000至50，000，且以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100被％計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為2ppm至1，OOOppm。該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量高于1，OOOppm時(shí)，由該聚碳酸酯組成物所形成的成型品機(jī)械性質(zhì)(如沖擊強(qiáng)度)不佳，而該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量低于2ppm時(shí)，該聚碳酸酯組成物的流動性不佳，導(dǎo)致不易制作成型品。
[0030]較佳地，該具有末端羥基的聚碳酸酯的重量平均分子量范圍為23，000至50，000。較佳地，以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100被％計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為30至350ppm。更佳地，以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100被％計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為50至200ppm。
[0031]該具有末端羥基的聚碳酸酯可以由二羥基芳香系化合物與聚碳酸酯前驅(qū)物，借由通過界面聚合、熔融聚合或固相聚合等方法所得的聚合物。前述聚碳酸酯前驅(qū)物例如為光氣或碳酸酯系化合物。
[0032]較佳地，該具有末端羥基的聚碳酸酯由二羥基芳香系化合物及碳酸酯系化合物進(jìn)行酯化及聚合反應(yīng)所制得。
[0033]該二羥基芳香系化合物可單獨(dú)或混合使用，且該二羥基芳香系化合物例如但不限于 2，2_ 雙(4_ 羥基苯基)丙烷[2, 2-bis (4-hydroxyphenyl) propane 或 bisphenolA,簡稱雙酌 A]、鹵化雙酌.[halogenated bisphenol]、對苯二酌.[hydroquinone]、雙(4_ 羥基苯基)甲燒[bis (4-hydroxyphenyl)methane]、1，1-雙(4_ 羥基苯基)環(huán)己燒[I, 1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane] >2, 2-雙(3，5_ 二甲基 _4_ 羥基苯基)丙烷[2，2-bis (3, 5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) propane]、雙(4_ 羥基苯基)硫[bis (4-hydroxyphenyl) sulfide]、雙(4_羥基苯基)諷[bis (4-hydroxyphenyl) sulfone]、雙(4-羥基苯基)亞諷[bis (4-hydroxyphenyl) sulfoxide]、雙(4_ 羥基苯基)麗[bis (4-hydroxyphenyl) ketone]、雙(4_ 羥基苯基)醚[bis (4-hydroxyphenyl) ether],或 2，2_ 雙(3, 5- 二漠-4-羥基苯基)丙烷[2, 2-bis (3, 5-dibromo-4-hydroxyphenyl)propane]等。該二羥基芳香系化合物可以是上述化合物的均聚物、上述化合物的共聚物，或它們的組合。較佳地，該二羥基芳香系化合物是2，2-二(4-羥基苯基)丙烷。
[0034]該碳酸酯系化合物可單獨(dú)或混合使用，且該碳酸酯系化合物例如但不限于碳酸二苯基酯(diphenyl carbonate)、碳酸二甲基酯(dimethyl carbonate),或碳酸二乙基酯(diethyl carbonate)等。
[0035][鹵素系堿金屬氧化鎢]
[0036]該鹵素系堿金屬氧化鎢，由式⑴所示:
[0037]MxW03_yRy 式⑴
[0038]其中，M表示堿金屬；R表示鹵素；0.001≤X≤1，且0<y<0.5。
[0039]該式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的吸收波長范圍為900nm至2，600nm。
[0040]較佳地，M表示銫或銣。
[0041]較佳地，以該聚碳酸酯組成物的總量為100wt%計(jì)，該式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的使用量范圍為0.01wt%至0.05wt%。該式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的使用量范圍為0.01wt%至0.05wt%時(shí)，能避免吸收過多的熱量導(dǎo)致成型品軟化。
[0042]該式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的制備方式可采用以往所使用方式，例如，將鹵素鹽類及堿金屬鹽類，與形成氧化鎢的前驅(qū)物混合，于氫氣環(huán)境下進(jìn)行還原反應(yīng)即可，其中，該形成氧化鶴的前驅(qū)物例如但不限于偏鶴酸銨(ammonium metatungstate)、正鶴酸銨(ammonium orthotungstate)、堿金屬鶴酸鹽、鶴酸、氯氧鶴、醇氧鶴、碳氧化鶴或其他含有鎢的鹽類等；該鹵素鹽類例如但不限于鹵化銨、有機(jī)銨鹽、鹵化鎢或其他含有鹵素的鹽類等；該堿金屬鹽類例如但不限于堿金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸氫鹽、堿金屬硝酸鹽、堿金屬亞硝酸鹽、堿金屬氫氧化物、堿金屬族鹵化鹽、堿金屬硫酸鹽，或堿金屬亞硫酸鹽等。該還原反應(yīng)的操作溫度范圍為300°C至800°C。[0043]較佳地，該式⑴所示的鹵素系堿金屬氧化鎢擇自于Csa33WOi97Clac^Cs0.33WO2.95C10.0s、Cs0.33W02.8C10.2、Cs0.33W02.7C10.3、Cs0.33W02.5C10.5、Cs0.33W02.95Br0.05、Cs0.33W02.95F0.05、Rb0.33W02.95C10.05，或它們的組合。
[0044]在不損及本發(fā)明的效果范圍內(nèi)，該聚碳酸酯組成物還包含添加劑。該添加劑可單獨(dú)或混合使用，且該添加劑例如但不限于硅油、無機(jī)添加劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、顏料或染料等。該無機(jī)添加劑例如但不限于玻璃纖維、碳纖維、滑石、二氧化硅、云母或氧化鋁等。
[0045]本發(fā)明聚碳酸酯組成物的制備方法并沒有特別的限定，只要能將該具有末端羥基的聚碳酸酯與式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢均勻混合即可。該制備方法所適用的設(shè)備可以利用高速混合機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)混合或其他周知混合器進(jìn)行制備。
[0046][隔熱材]
[0047]本發(fā)明隔熱材，由上所述的聚碳酸酯組成物所形成。
[0048]該隔熱材的制備方式并無特別的限制，可采用以往的方式，例如，將聚碳酸酯組成物置于射出成型機(jī)中進(jìn)行射出成型處理即可；也可以將聚碳酸酯組成物以擠出成型方式形成板狀、膜狀等不同成型物。該隔熱材例如但不限于窗戶、車窗、遮陽板、安全玻璃或防彈玻璃等。該隔熱材的霧度值范圍為1.5%至6.0%。該隔熱材的可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和范圍為大于[45倍的式⑴所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的重量百分比]加上134%。較佳地，該隔熱材的可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和范圍為135.1%以上。該可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和越大表示隔熱效果好，且透明性與隔熱效果間可取得平衡。
[0049]本發(fā)明將就以下實(shí)施例來作進(jìn)一步說明，但應(yīng)了解的是，該實(shí)施例僅為例示說明用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。
[0050]<實(shí)施例 > [聚碳酸酯組成物及隔熱材的制備]
[0051]〈實(shí)施例1>
[0052]將6公斤(99.99重量份)的該具有末端羥基的聚碳酸酯(廠牌:奇美；型號:PC-110U ;末端羥基濃度:167ppm ;重量平均分子量:26，500)放入雙螺桿押出機(jī)(W&P制，溫度為270° C)的主進(jìn)料斗，接著，將0.04重量份濃度為25wt%的CS(l.33W02.97Cla(l3溶液(溶劑:甲苯)(廠牌:工研院；型號:MCL-1SC-T0L)由側(cè)邊入料進(jìn)入雙螺桿押出機(jī)混煉，即可制得本發(fā)明聚碳酸酯組成物，然后，進(jìn)一步地作成顆粒狀。
[0053]將所制得的顆粒狀聚碳酸酯組成物以射出成型機(jī)(JSW制，射出成型溫度為290° C)作成厚度為3mm的隔熱材，進(jìn)行各檢測項(xiàng)目評價(jià)，所得結(jié)果如表1所示。
[0054]<實(shí)施例2至4及比較例I至3>
[0055]實(shí)施例2至4及比較例I至3以與實(shí)施例1相同的步驟來制備該聚碳酸酯組成物及隔熱材，不同的地方在于:改變該具有末端羥基的聚碳酸酯及CS(l.33W02.97Cla(l3的使用量，如表1所示。將這些聚碳酸酯組成物及隔熱材進(jìn)行各檢測項(xiàng)目評價(jià)，所得結(jié)果如表1所示。
[0056]【檢測項(xiàng)目】
[0057]1.紅外光阻隔率(infrared light shielding ratio,簡稱 Rir, %)及可見光穿透率(T， %):
[0058]實(shí)施例1至4及比較例I至3所制得的隔熱材以波長380nm至2，OOOnm的光進(jìn)行照射，并依照IS09050規(guī) 范所定義的可見光穿透率以及紅外光穿透率的計(jì)算方式作計(jì)算，其中，可見光穿透率的計(jì)算范圍為380nm至780nm,紅外光穿透率的計(jì)算范圍為780nm至2，OOOnm，且紅外光阻隔率的計(jì)算方式如下:紅外光阻隔率(Rir，％) =100%-紅外光穿透率％。
[0059]2.隔熱效果測試:
[0060]實(shí)施例1至3及比較例I的隔熱材分別剪裁成長度10cm、寬度IOcm且厚度3mm的待測樣品。
[0061]提供長寬高各為60公分且具有一開口直徑為8公分的木箱,并放置于溫度為25°C的環(huán)境中，將這些待測樣品分別放置于木箱的開口處，且將溫度計(jì)設(shè)置在木箱正中央。
[0062]將120W鹵素?zé)粼O(shè)置于距離木箱開口 20公分處，并照射這些待測樣品8小時(shí)，定時(shí)測量木箱內(nèi)的空間溫度。
[0063]3.軟化點(diǎn)溫度測量:
[0064]將實(shí)施例1至4及比較例I至3的聚碳酸酯組成物依ASTM D-1525規(guī)定測定軟化點(diǎn)溫度(Vicat softening temp.)，單位為。C。
[0065]4.熔融流動指數(shù)(Melt flow index,本文簡稱Ml)測量:
[0066]將實(shí)施例1至4及比較例I至3的聚碳酸酯組成物依ASTM D-1238法測試，測試溫度300。。，荷重1.2公斤。單位為克/10分鐘(g/10min)。 [0067]5.沖擊強(qiáng)度測量:
[0068]將實(shí)施例1至4及比較例I至3的隔熱材依據(jù)ASTM D256，測量缺口(Notched)的沖擊強(qiáng)度(1/8〃)，單位為kg-cm/cm。
[0069]6.霧度值測量:
[0070]將實(shí)施例1至4及比較例I至3的隔熱材依ASTM D-1003測試標(biāo)準(zhǔn)測定霧度值，其中，霧度值越高表示透明性越差。
[0071]7.抗張強(qiáng)度測量:
[0072]將實(shí)施例1至4及比較例I至3的隔熱材依據(jù)ASTM D-638標(biāo)準(zhǔn)方法測定，以6mm/min速度測定,單位為kg/cm2。
[0073]8.色度測量:
[0074]將實(shí)施例1至3及比較例I至3的隔熱材以分光光度計(jì)[廠牌:美能達(dá)(Minolta)；型號CR-400]進(jìn)行測量。
[0075]表1
[0076]
【權(quán)利要求】
1.一種聚碳酸酯組成物，其特征在于包含: 具有末端羥基的聚碳酸酯，其重量平均分子量范圍為15，OOO至50，000，且以該具有末端羥基的聚碳酸酯的總量為100被％計(jì)，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為 2ppm 至 I, OOOppm ； 0.007wt%至0.09wt%的鹵素系堿金屬氧化鎢，其由式(I)所示:
MxWCVyRy (I) 其中，M表示堿金屬；R表示鹵素；0.001≤X≤1，且O < y≤0.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組成物，其特征在于，該具有末端羥基的聚碳酸酯的末端羥基的含量范圍為30ppm至350ppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組成物，其特征在于，M表示銫或銣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯組成物，其特征在于，該具有末端羥基的聚碳酸酯由二羥基芳基系化合物及碳酸酯系化合物進(jìn)行酯化及聚合反應(yīng)所制得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚碳酸酯組成物，其特征在于，該二羥基芳基系化合物擇自于2，2-二(4-羥基苯基)丙烷、鹵化雙酚、對苯二酚、雙(4-羥基苯基)甲烷、1，1-雙(4-羥基苯基)環(huán)己烷、2，2-雙(3，5-二甲基-4-羥基苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)硫、雙(4-羥基苯基)砜、雙(4-羥基苯基)亞砜、雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基苯基)醚、2，2-雙(3，5- 二溴-4-羥基苯 基)丙烷，或它們的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚碳酸酯組成物，其特征在于，該碳酸酯系化合物擇自于碳酸二苯基酯、碳酸二甲基酯、碳酸二乙基酯，或它們的組合。
7.一種隔熱材，其特征在于，由權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的聚碳酸酯組成物所形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的隔熱材，其特征在于，可見光穿透率與紅外光阻隔率的總和為大于[45倍的式(I)所示的鹵素系堿金屬氧化鎢的重量百分比]加上134%。
【文檔編號】C08K3/22GK103897373SQ201310256173
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月26日
【發(fā)明者】李書吉, 姜亨波, 戴嘉宏 申請人:奇美實(shí)業(yè)股份有限公司